麦克斯韦模型

✍ dations ◷ 2025-12-05 21:45:16 #麦克斯韦模型

麦克斯韦模型(英语:Maxwell model)是用于描述材料粘弹性的一种模型。麦克斯韦由一个纯弹性的弹簧和一个纯黏性的黏壶(阻尼器)串联而成,其中的弹簧符合胡克定律,用于描述材料的弹性方面性质;而黏壶符合牛顿流体特征,代表黏性方面性质。1867年,詹姆斯·麦克斯韦提出了这一模型,符合这一模型的流体也被称为麦克斯韦流体。如果将弹簧和黏壶并联,则被称为开尔文-沃伊特模型。

如下图所示,麦克斯韦模型可以被表示为一个纯黏性的黏壶(阻尼器)和一个纯弹性的弹簧串联而成的结构。按照这一设计,当模型受到轴向应力时,总应力、弹簧上应力和黏壶应力应该相等,而总应变应该等于两者应变之和,即

此处的角标D表示黏壶(dashpot)而s表示弹簧(spring)。若将应变对时间求导,并考虑纯弹性弹簧满足胡克定律,纯黏性黏壶为牛顿流体,就可以得到

其中 表示弹性模量而是材料的黏度。

如果用上点表示变化速率,该式也可以写作

麦克斯韦模型通常用于小应变的情况,如果应变较大,会形成几何上的非线性关系,需要进行扩展。

如果在麦克斯韦模型上施加一个突然的应变,并将该应变保持一段时间,测量其应力变化,就会发现应力随时间增长呈现指数型衰减的特征,这被称为应力松弛。

The picture shows dependence of dimensionless stress σ ( t ) E ε 0 {displaystyle {frac {sigma (t)}{Evarepsilon _{0}}}} upon dimensionless time E η t {displaystyle {frac {E}{eta }}t} :

如果我们放开该材料,那么到 t 1 {displaystyle t_{1}} 时刻,其中的弹性部分可以完全回复如初,而黏性部分的应变不能完全恢复,可求得此时的应变为:

其中不可恢复的应变为

相关

  • 单一民族国家单一民族国家,是指国家民族纯度较高,语言、文化、价值观较划一,通常这类国家政治上以民族主义作为核心,并对移民政策上并不友好,与之相反是多民族国家。地理环境较为封闭、外来族
  • 美国疾病管制与预防中心美国疾病控制与预防中心(英语:Centers for Disease Control and Prevention,缩写为CDC)是美国卫生与公众服务部所属的一个机构,总部设在乔治亚州亚特兰大。作为美国联邦政府行政
  • 西班牙人口人口:40,491,051(2008年统计)年龄结构增长率: 0.096% (2008年统计)出生率:9.87/1,000人 (2008年统计)死亡率: 9.9/1,000人 (2008年统计)净迁移率: 0.99/1,000人(2008年统计)性别比例婴儿死
  • 卡尔·马克·冯·莱贝里希巴伐利亚王位继承战争(1778-1779) 第四次俄土战争(1787–1791) 第一次反法同盟 (1793–1797) 第二次反法同盟 (1799-1801) 第三次反法同盟 (1803-1806) 卡尔·马克·冯·莱
  • 尼泊尔共产党 (布玛)尼泊尔共产党 (布玛)(尼泊尔语:नेपाल कम्युनिष्ट पार्टी (वर्मा)),正式名称是尼泊尔共产党,是尼泊尔历史上的一个共产主义政党。1962年尼泊尔共产党分
  • 安德烈·德·洛埃阿克安德烈·德·洛埃阿克(法语:André de Lohéac,1408年-1486年12月29日),全名安德烈·德·蒙福尔─拉瓦尔(法语:André de Montfort-Laval),洛埃阿克勋爵及雷男爵,曾任法兰西海军上将及
  • 美国新闻署美国新闻署(英语:United States Information Agency,缩写为USIA),中文简称“美新署”,是一个支持美国外交政策和国家海外利益的独立外交事务机构,成立于1953年,直属白宫管辖,署长由美
  • 刘恩黻刘恩黻(?-1907年),字新甫,号麐楦,江苏省扬州府仪征县人,清朝政治人物、进士出身。光绪十八年(1892年),参加光绪壬辰科殿试,登进士二甲37名。同年五月,以主事分部学习。
  • 1991年中国中央电视台春节联欢晚会1991年中国中央电视台春节联欢晚会(简称1991年央视春晚)是中国中央电视台于1991年2月14日(农历庚午十二月三十除夕)为庆祝羊年新年举办的综艺性文艺晚会,于当晚20:00播出。由郎昆、胡淼、杨东升、刘铁民、江则理担任导演,赵忠祥、倪萍、张宏民、李瑞英、阚丽君担任主持人。本届春晚中,倪萍为首次担任春晚的主持人,此后倪萍一直主持春晚至2004年(2001年除外)。潘美辰唱《我想有个家》、甄妮唱《鲁冰花》、赵本山小品《小九老乐》、陈佩斯小品《警察与小偷》、黄宏小品《手拉手》,均为本届春晚的经典节目。姜育
  • 坚德布尔沙达尔乌帕齐拉坚德布尔沙达尔乌帕齐拉(孟加拉语:চাঁদপুর সদর,英语:Chandpur Sadar Upazila)是孟加拉国吉大港县的一个乌帕齐拉,位于吉大港专区的坚德布尔县。。据1991年孟加拉国人口普查(英语:1991 Bangladesh census),坚德布尔沙达尔共有户数45,389户,人口396872人。其中男性占比52.25%,女性占比47.75%;成年人口19,5578人。该地7岁以上人口之平均识字率为40.1%。